La proprietà delle onde e delle particelle sono due proprietà di base della materia in natura. Nel caso della luce, il dibattito sul fatto che si tratti di un'onda o di una particella risale al 17 ° secolo. Newton ha stabilito una teoria della luce relativamente perfetta nel suo libroOttica, che ha fatto diventare la teoria delle particelle della luce la teoria mainstream per quasi un secolo. Huygens, Thomas Young, Maxwell e altri credevano che la luce fosse un'onda. Fino all'inizio del XX secolo, Einstein propose ilOtticaSpiegazione quantistica delfotoelettricoEffetto, che ha fatto capire alle persone che la luce ha le caratteristiche della dualità d'onda e delle particelle. In seguito Bohr ha sottolineato nel suo famoso principio di complementarità secondo cui la luce si comporta come un'onda o una particella dipende dall'ambiente sperimentale specifico e che entrambe le proprietà non possono essere osservate contemporaneamente in un singolo esperimento. Tuttavia, dopo che John Wheeler ha proposto il suo famoso esperimento di selezione ritardato, basato sulla sua versione quantistica, è stato teoricamente dimostrato che la luce può incarnare contemporaneamente uno stato di sovrapposizione delle particelle d'onda di "né onda né particelle, né onda né particelle", e questo strano fenomeno è stato osservato in un gran numero di esperimenti. L'osservazione sperimentale della sovrapposizione delle particelle d'onda della luce sfida il confine tradizionale del principio di complementarità di Bohr e ridefinisce il concetto di dualità di particelle d'onda.
Nel 2013, ispirato al Cat Cheshire in Alice nel paese delle meraviglie, Aharonov et al. proposto la teoria dei gatti quantici del Cheshire. Questa teoria rivela un fenomeno fisico molto nuovo, cioè il corpo del gatto del Cheshire (entità fisica) può realizzare la separazione spaziale dalla sua faccia sorridente (attributo fisico), che rende possibile la separazione dell'attributo materiale e dell'ontologia. I ricercatori hanno quindi osservato il fenomeno del gatto del Cheshire nei sistemi di neutroni e fotoni e hanno ulteriormente osservato il fenomeno di due gatti quantici del Cheshire che scambiavano facce sorridenti.
Recentemente, ispirato a questa teoria, il team del professor Li Chuanfeng presso l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, in collaborazione con il team del professor Chen Jingling all'Università di Nankai, ha realizzato la separazione della dualità delle particelle d'onda diOttica, cioè la separazione spaziale delle proprietà delle onde dalle proprietà delle particelle, progettando esperimenti usando diversi gradi di libertà dei fotoni e utilizzando tecniche di misurazione deboli basate sull'evoluzione del tempo virtuale. Le proprietà dell'onda e le proprietà delle particelle dei fotoni sono osservate contemporaneamente in diverse regioni.
I risultati aiuteranno ad approfondire la comprensione del concetto di base della meccanica quantistica, della dualità delle particelle d'onda e il debolo metodo di misurazione utilizzato fornirà anche idee per la ricerca sperimentale nella direzione della misurazione della precisione quantistica e della comunicazione controfattuale.
| Informazioni sulla carta |
Li, Jk., Sun, K., Wang, Y. et al. Dimostrazione sperimentale di separazione della dualità d'onda - particella di un singolo fotone con il gatto quantistico del Cheshire. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Post Time: Dec-25-2023